อะไรคือจุดเปลี่ยนภูมิอากาศและวิธีที่พวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงโลกของเราได้ทันใด

เมื่อเร็ว ๆ นี้ 6,000 ปีที่ผ่านมา ทะเลทรายซาฮาร่าเป็นสีเขียวและอุดมสมบูรณ์ เราพบหลักฐานของแม่น้ำขนาดใหญ่ที่ข้ามภูมิภาคนี้ซึ่งเต็มไปด้วยการตั้งถิ่นฐานที่เฟื่องฟู ทันใดนั้นสิ่งต่าง ๆ ก็เปลี่ยนไป ต้นไม้ตายและที่ดินก็แห้ง ดินพัดไปหรือกลายเป็นทรายและแม่น้ำเหล่านั้นก็ไม่มีอีกแล้ว ในเวลาเพียงไม่กี่ศตวรรษซาฮาร่าถูกเปลี่ยนจากภูมิภาคที่คล้ายกับแอฟริกาใต้ในปัจจุบันให้กลายเป็นทะเลทรายที่เรารู้จักในปัจจุบัน

นี่คือตัวอย่างของ "จุดเปลี่ยน" ซึ่งเป็น เพียงแค่คิดว่าของสภาพภูมิอากาศเช่นเก้าอี้ มันต้องใช้แรงดันหงายท้องเก้าอี้ยืนอยู่บนสี่ขา แต่เมื่อมันยืนพิงเพียงสองขาผลักดันที่ต้องการจะมีขนาดเล็ก แน่นอนถ้าความโน้มเอียงที่จะกลายเป็นขนาดใหญ่พอที่มันจะหงายท้องด้วยตัวเอง

ทุกวันนี้ความโน้มเอียงของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังเพิ่มขึ้น - และเรารู้ว่ามันสามารถพลิกคว่ำได้ในทันทีที่โลกของเราเคยเห็นสวิตช์หลายอย่างฉับพลันระหว่างรัฐต่าง ๆ นอกจากสิ่งที่เกิดขึ้นกับทะเลทรายซาฮาร่าแล้วยังมีรองเท้าแตะระหว่างยุคน้ำแข็งและสภาวะปานกลางที่เกิดขึ้นทุก ๆ ปี 1,000 ก่อนที่จะมีสิ่งต่าง ๆ เกิดขึ้น 10,000 เมื่อหลายปีก่อน

แนวคิดที่ว่าภาวะโลกร้อนอาจทำให้ระบบภูมิอากาศไม่มั่นคงและก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในภาพยนตร์ วันหลังจากวันพรุ่งนี้ซึ่งในชั้นวางน้ำแข็งละลายทำให้เกิดการพลิกกลับอย่างฉับพลันในกระแสแอตแลนติก - และภัยพิบัติทั่วโลก

แนวคิดเกี่ยวกับจุดเปลี่ยนภูมิอากาศได้รับการสำรวจอย่างเข้มงวดมากขึ้นโดยทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดยตัวฉันเองเพื่อการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ วารสาร PNAS. เราดูการจำลองทั้งหมดที่ดำเนินการโดยแบบจำลองภูมิอากาศ 37 ที่ใช้ในการแจ้งต่อคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) - พร้อมกับการจำลองทางประวัติศาสตร์และอุตสาหกรรมก่อนของพวกเขา นั่นทำให้เรามีข้อมูลจำนวนมหาศาล: รอบ ๆ 1015 ไบต์แบ่งเป็นเซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์หลายเครื่องทั่วโลก


กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง


เราตรวจพบกรณี 37 ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างกระทันหันกระจายไปตามสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่แตกต่างกันสามสถานการณ์ เหล่านี้รวมถึงอาร์กติกที่ปราศจากน้ำแข็งแม้ในฤดูหนาวป่าฝนของอเมซอนกำลังจะตายและการหายไปของหิมะและน้ำแข็งปกคลุมบนที่ราบสูงทิเบต

มีโอกาส 30% ที่จุดเปลี่ยนอย่างน้อยหนึ่งจุดเหล่านี้จะถูกข้ามในช่วง 200 ปีถัดไป สิ่งนี้จะเพิ่มเป็น 50% ในสถานการณ์การทำให้ร้อนที่รุนแรงที่สุด อย่างไรก็ตามความเป็นไปได้ในการข้ามจุดเปลี่ยนใด ๆ นั้นต่ำกว่ามากเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นเทือกเขาหิมาลัยอาจจะยังคงมีธารน้ำแข็งอยู่บ้าง คุณควรจะสามารถยืนบนขั้วโลกเหนือได้ในเดือนมกราคม แต่เมื่อนำมารวมกันมีโอกาสที่ดีที่สิ่งสำคัญจะเกิดขึ้น

หนึ่งในการค้นพบที่สำคัญที่สุดคือ การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน 18 จาก 37 ครั้งมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้นเป็น 2? หรือน้อยกว่านั้น มักแสดงเป็นภาวะโลกร้อนที่ “ปลอดภัย” ระดับบน ผลลัพธ์ของเราบอกเป็นนัยว่าไม่มีหน้าต่างสำหรับภาวะโลกร้อนที่ "ปลอดภัย" และไม่มีเกณฑ์แบ่งแยกการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ปลอดภัยและเป็นอันตราย ทุกๆ 0.5? การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิก็เป็นอันตรายเช่นเดียวกัน

จุดเปลี่ยนที่เราสามารถเข้าถึงได้

จุดเปลี่ยนหลายจุดที่เราพบใช้กับน้ำแข็งทะเลและการไหลเวียนของมหาสมุทร เนื่องจากน้ำทะเลสะท้อนแสงอาทิตย์น้อยกว่าน้ำแข็ง - และดูดซับความร้อนได้มากขึ้น - น้ำแข็งทะเลที่หายไปหมายถึงภาวะโลกร้อนที่เพิ่มขึ้นซึ่งในทางกลับกันก็หมายถึงการละลายของน้ำแข็งในทะเล กระบวนการนี้อาจขยายผลของภาวะโลกร้อนอย่างรวดเร็ว แบบจำลองสภาพภูมิอากาศส่วนใหญ่จำลองการหายตัวไปอย่างฉับพลันของน้ำแข็งทะเลฤดูร้อนทั้งหมดในแถบอาร์กติกที่ บางจุดในศตวรรษนี้.

บางครั้งแบบจำลองทำนายกระบวนการย้อนกลับที่จะเกิดขึ้นกับการก่อตัวของน้ำแข็งในพื้นที่ที่เคยเป็นน้ำเปิด ตัวอย่างเช่นการระบายน้ำออกจากแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกรวมกับการเพิ่มขึ้นของปริมาณน้ำฝนและการละลายน้ำแข็งในทะเลอาจนำไปสู่การผิวน้ำในมหาสมุทรกลายเป็นน้ำจืดและเบากว่าปกติ ในมหาสมุทรแอตแลนติกทางเหนือไกลสิ่งนี้จะป้องกันการผสมระหว่างน้ำผิวดินที่เย็นกว่ากับ ความร้อนจากใต้มหาสมุทรลึก ที่มักจะเกิดขึ้นในภูมิภาค ด้วยความร้อนที่เหลืออยู่ลึกลงไปในทะเลระบายความร้อนที่เกิดขึ้นจะเป็นที่แพร่หลายมากขึ้น - รุ่นหนึ่งคาดการณ์ว่า 2060 ทะเลบอลติกเกือบทั้งหมดจะแช่แข็งกว่าทุกฤดูหนาว

สภาพภูมิอากาศ 7 21 การล่มสลายของมหาสมุทรแอตแลนติกในปัจจุบันทำให้ยุโรปตอนเหนืออากาศหนาวเย็นมาก แผนที่แสดงความแตกต่างของอุณหภูมิที่อาจเกิดขึ้นระหว่างค่าเฉลี่ย 2080-2100 และ 1850-1900 ตามที่จำลองโดยแบบจำลอง FIO-ESM Sybren Drijfhout ผู้แต่งให้ในสถานการณ์ที่สองขั้นตอนนี้มีความเกี่ยวข้องกับการล่มสลายของการไหลเวียนของมหาสมุทรแอตแลนติกที่นำน้ำอุ่นจากซีกโลกใต้ทะเลรอบเกาะกรีนแลนด์เย็นที่มันจม การล่มสลายของการจมทั้งหมดปิดการไหลเวียนลงนี้

นี่คือสถานการณ์จำลอง The Day After Tomorrow ฉันเพิ่งเขียนกระดาษแยกวิเคราะห์ผลกระทบที่เป็นไปได้ของเช่น ล่มสลายในกระแสน้ำในมหาสมุทร - เป็นไปได้มากกว่าที่คุณคิดและมันจะนำไปสู่ความเย็นระดับโลก ในความเป็นจริงขึ้นอยู่กับระดับการปล่อยก๊าซอย่างต่อเนื่องผลกระทบอาจมีมากกว่าภาวะโลกร้อนมานานหลายทศวรรษจนถึงศตวรรษโดยเฉพาะในซีกโลกเหนือ

การเปลี่ยนแปลงกะทันหันดังกล่าวเกิดขึ้นได้ยากบนบก แต่บางรุ่นคาดการณ์ว่าจะมีค่า 2.5? ภาวะโลกร้อนอาจทำให้ป่าฝนอเมซอนหายไปภายใน 200 ปี ป่ามีความชื้นอยู่มาก และการระเหยของน้ำจะทำให้อากาศในท้องถิ่นเย็นลง หากต้นไม้เริ่มตาย ภูมิภาคจะอุ่นขึ้นและแห้งมากขึ้น ซึ่งจะทำให้ต้นไม้ตายมากขึ้น

ส่วนใหญ่แบบจำลองภูมิอากาศยังคงไม่ได้เป็นปัจจัยในวิธีการที่พืชจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพภูมิอากาศ - และการปรับปรุงในส่วนนี้อาจจะนำไปสู่​​การคาดการณ์มากขึ้นของที่ดินที่ใช้ "จุดให้ทิป" ในทำนองเดียวกันการล่มสลายของแผ่นน้ำแข็งและคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซมีเทนปล่อยจาก permafrost ละลายยังอาจนำไปสู่​​การเปลี่ยนทันทีทันใด แต่ยังไม่ได้รวมอยู่ในแบบจำลองภูมิอากาศ

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ฉันและเพื่อนร่วมงานจึงเชื่อว่ารายการการเปลี่ยนแปลงกะทันหันที่เราพบนั้น แท้จริงแล้วอยู่ที่ระดับล่างสุดของสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในความเป็นจริง การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เป็นอันตรายไม่ได้จำกัดอยู่เพียง 2? ภาวะโลกร้อนหรือมากกว่านั้น - เพื่อหลีกเลี่ยงเรื่องน่าประหลาดใจ เราควรจำกัดมันให้มากที่สุด

เกี่ยวกับผู้เขียนสนทนา

drijfhout sybrenSybren Drijfhout ศาสตราจารย์วิชาสมุทรศาสตร์กายภาพและภูมิอากาศฟิสิกส์มหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตัน ความสนใจการวิจัยหลักหมุนรอบบทบาทของมหาสมุทรในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและในทางกลับกันผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในมหาสมุทรโดยเฉพาะอย่างยิ่งความมั่นคงของมหาสมุทรแอตแลนติก Meridional Overturning Circulation และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างฉับพลัน

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

at